(57)【要約】【課題】  モータの回転駆動力を受けて回動しその回転駆動力を被駆動体に伝達する際の、太陽歯車と回転軸との接合強度を向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる太陽歯車と回転軸との接合構造、及び、これを用いた遊星歯車減速機を提供する。【課題手段】  駆動源の回転駆動力を受けて回転駆動する回転軸２と、回転軸２の一端側に接合される太陽歯車３とを備えた太陽歯車３と回転軸２との接合構造であって、太陽歯車３には、太陽歯車３の一端側から延出し、歯部が、径方向における歯先と歯底の中間位置で、太陽歯車３の同心円に沿って除去された中間軸３ｄと、中間軸３ｄの一端側から延出し、その径が歯底の径Ｄ６より小さく形成された先端軸３ｂとが備えられ、回転軸２には、中間軸部３ｄの外径部が圧入される開口穴２ａと、開口穴２ａの底壁に形成され先端軸３ｂが圧入される貫通孔２ｂとが備えられている。【選択図】  図３
2006017148.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の回転駆動力を受けて回転駆動する回転軸と、該回転軸の一端側に接合される歯車と、を備えた歯車と回転軸との接合構造であって、
前記歯車には、
該歯車の一端側から延出し、歯部が、径方向における歯先と歯底の中間位置で、当該歯車の同心円に沿って除去された中間軸と、
該中間軸の一端側から延出し、その径が前記歯底の径より小さく形成された先端軸とが備えられ、
前記回転軸には、
前記中間軸の外径部が圧入される開口穴と、
該開口穴の底壁に形成され前記先端軸が圧入される貫通孔とが備えられている、
ことを特徴とする歯車と回転軸との接合構造。
【請求項２】
前記中間軸には、前記先端軸側に位置する一端側において、外径が該先端軸側に向かって縮径するように、テーパが形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の歯車と回転軸との接合構造。
【請求項３】
前記回転軸は、前記歯車より硬度の低い材質で形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の歯車と回転軸との接合構造。
【請求項４】
前記回転軸の貫通孔の内径と歯車の先端軸の外径との差は、該開口孔の内径と該歯車の中間軸の外径との差よりも小さく形成され、該先端軸の長さは該開口孔の深さよりも大きく形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の歯車と回転軸との接合構造。
【請求項５】
前記回転軸は、
前記開口穴の周壁の肉厚が、底側より開口側が小さく形成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の歯車と回転軸との接合構造。
【請求項６】
駆動源の駆動力を受けて回動する駆動回転軸と、該駆動回転軸に接合され該駆動回転軸と共に回動する太陽歯車と、該太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、前記空隙に配設され前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を回転自在に支持すると共に前記太陽歯車と同軸状に回転自在に支持された回動体と、
を備え、該太陽歯車の回転動作を、該遊星歯車を介して減速し、前記回動体に伝達する遊星歯車減速機であって、
前記太陽歯車と前記駆動回転軸との接合構造は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の、歯車と回転軸との接合構造である、
ことを特徴とする遊星歯車減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源の回転駆動力を受けて回動する回転軸と歯車との接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動モータの回転駆動力を歯車機構を介して被駆動体に伝達する動力伝達機構が知られている。
【０００３】
例えば、駆動モータの回転駆動力を受けて回動する回転軸に接続されこの回転軸と共に回動する太陽歯車と、太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、空隙に配設され太陽歯車及び内歯車に噛合する複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持されたキャリア（所謂、回動体である）と、を備え、内歯車を固定し、太陽歯車の回転速度を減速してキャリアに伝達する遊星歯車減速機が知られている。そして、被駆動体は、キャリアに接続されることにより、駆動モータの回転駆動力を受けて所定の動作が得られる。
【０００４】
また、太陽歯車を回転軸に接合するために、太陽歯車の一端から軸部を延出し、この軸部を回転軸に備えた開口穴に嵌入して固定するように構成されたものがある。この際、一般に、歯車の一端から延出した軸部の外径は、歯車の歯底径に対して小さく形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２４７２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の遊星歯車減速機における太陽歯車と回転軸との接合構造は、被駆動体を動作させるための回転トルクが太陽歯車及び回転軸に伝達されるので、この回転トルクに対して十分な耐久力が要求される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の太陽歯車と回転軸との接合構造によれば、回転軸の開口穴に嵌入して固定される太陽歯車の軸部が、歯車の歯底径より小さく形成されているので、過大な回転トルクが伝達された際に折損する虞があった。そして、前述の太陽歯車と回転軸との接合構造を有する遊星歯車減速機においては、許容回転トルクがこの軸部の径に依存し、更に大きな許容回転トルクを得ることが困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、モータの回転駆動力を受けて回動しその回転駆動力を被駆動体に伝達する際の、歯車と回転軸との接合強度を向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる歯車と回転軸との接合構造、及び、これを用いた遊星歯車減速機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、駆動源の回転駆動力を受けて回転駆動する回転軸と、該回転軸の一端側に接合される歯車と、を備えた歯車と回転軸との接合構造であって、前記歯車には、該歯車の一端側から延出し、歯部が、径方向における歯先と歯底の中間位置で、当該歯車の同心円に沿って除去された中間軸と、該中間軸の一端側から延出し、その径が前記歯底の径より小さく形成された先端軸とが備えられ、前記回転軸には、前記中間軸の外径部が圧入される開口穴と、該開口穴の底壁に形成され前記先端軸が圧入される貫通孔とが備えられている、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の歯車と回転軸との接合構造によれば、回転軸の開口穴には、歯部が径方向における歯先と歯底の中間位置で歯車の同心円に沿って除去された中間軸が圧入され、回転軸の貫通孔には、中間軸の一端側から延出した先端軸が圧入されるので、歯底径に対して小径の軸部のみを開口穴に嵌入する従来の接合構造に較べ、歯車と回転軸との接合強度が向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の歯車と回転軸との接合構造によれば、中間軸が、径方向における歯先と歯底の中間位置で、歯部を当該歯車の同心円に沿って除去されているので、開口穴に中間軸を圧入する際の軸ずれを低減でき、歯車と回転軸との回転中心を精度良く合わせることができる。さらに、歯車の先端軸が回転軸に備えた貫通孔に圧入され、歯車と回転軸との回転中心を、一層、精度良く合わせることができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の歯車と回転軸との接合構造は、請求項２に記載の発明のように、前記中間軸には、前記先端軸側に位置する一端側において、外径が該先端軸側に向かって縮径するように、テーパが形成されていることにより、中間軸を容易に開口穴に圧入できる。
【００１２】
また、請求項１又は請求項２に記載の歯車と回転軸との接合構造は、請求項３に記載の発明のように、前記回転軸が、前記歯車より硬度の低い材質で形成されていることにより、歯車が開口穴に圧入される際の歯車の損傷を低減でき、且つ、開口穴に歯車を容易に圧入できる。
【００１３】
また、請求項１乃至請求項３の何れか記載の歯車と回転軸との接合構造は、請求項４に記載の発明のように、前記回転軸の貫通孔の内径と歯車の先端軸の外径との差は、該開口孔の内径と該歯車の中間軸の外径との差よりも小さく形成され、該先端軸の長さは該開口孔の深さよりも大きく形成されていることにより、歯車を回転軸に接合する際に、先端軸が中間軸より先に回転軸に圧入され、歯車と回転軸との回転中心を精度良く合わせることができる。
【００１４】
また、請求項１乃至請求項４の何れか記載の歯車と回転軸との接合構造は、請求項５に記載の発明のように、前記開口穴の周壁の肉厚が、底側より開口側が小さく形成されていることにより、歯車が回転軸に圧入され駆動モータを駆動力を伝達する際の、中間軸と回転軸との圧入部における応力集中を低減でき、耐久性を向上できる。
【００１５】
次に、請求項６に記載の発明は、駆動源の駆動力を受けて回動する駆動回転軸と、該駆動回転軸に接合され該回転軸駆動と共に回動する太陽歯車と、該太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、前記空隙に配設され前記太陽歯車及び前記内歯車に噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持された回動体と、を備え、該太陽歯車の回転動作を、該遊星歯車を介して減速し、前記第一回動体に伝達する遊星歯車減速機であって、前記太陽歯車と前記駆動回転軸との接合構造は、請求項１乃至請求項５の何れか記載の、歯車と回転軸との接合構造である、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の遊星歯車減速機によれば、太陽歯車と駆動回転軸との接合構造が、請求項１乃至請求項５の何れか記載の歯車と回転軸との接合構造であるので、歯車の歯底径に対して小径の軸部のみを回転軸の開口穴に嵌入する従来の接合構造に較べ、太陽歯車と回転軸との接合強度が向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の歯車と回転軸との接合構造によれば、歯車には、歯車の一端側から延出し、径方向における歯先と歯底の中間位置で歯部を中心軸からの円周に沿って除去した中間軸が備えられ、該中間軸が回転軸に備えられた開口穴に圧入されるので、歯底径に対して小径の軸部のみを開口穴に嵌入する従来の接合構造に較べ、歯車と回転軸との接合強度が向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる。また、本発明の歯車と回転軸との接合構造によれば、中間軸が径方向における歯先と歯底の中間位置で歯部が歯車の同一円に沿って除去されているので、開口穴に中間軸を圧入する際の軸ずれを低減でき、歯車と回転軸との回転中心を精度良く合わせることができる。さらに、歯車の先端軸が回転軸に備えた貫通孔に圧入されることにより、歯車と回転軸との回転中心を、一層、精度良く合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の歯車と回転軸との接合構造及びそれを用いた遊星歯車減速機の一実施例を、図面にもとづいて説明する。図１は本実施例の遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図、図２は同実施例の遊星歯車減速機における、太陽歯車と回転軸との接合構造を表す断面図、図３は同実施例の太陽歯車及び回転軸の形状の詳細を表す断面図である。
【００１９】
図１に表したように、遊星歯車減速機１は、図示されない駆動モータ（所謂、駆動源である。）の駆動力を受けて回動する回転軸（所謂、駆動回転軸である。）２、回転軸２に接続され回転軸２と共に回動する太陽歯車３、太陽歯車３に空隙を介して同軸状に配設された内歯車６、前記空隙に配設され太陽歯車３及び内歯車６に噛合する遊星歯車５、遊星歯車５を連結ピン８を介して回転自在に支持すると共に太陽歯車３と同軸状に回転自在に支持されたキャリア（所謂、本発明の回動体である。）７、ケーシング９、１０、１１、歯車機構における潤滑剤をシールするためのオイルシール２５等を備えている。
【００２０】
回転軸２は、取付け穴２ｃとネジ孔２ｄを備え、取付け穴２ｃに駆動モータの回転軸（図示せず）が挿入され、ネジ孔２ｄを介して駆動モータの回転軸に固定される。
【００２１】
ケーシング１０とケーシング１１はボルト２４によって一体に固定され、ケーシング１１、内歯車６、ケーシング９は、ボルト２３によって一体に固定されている。
【００２２】
回転軸２は、ベアリング２６、２７を介してケーシング１０及びケーシング１１に回動自在に支持され、回動体７は、ベアリング２８、２９を介してケーシング９に回動自在に支持されている。
【００２３】
前述のように構成された遊星歯車減速機１は、回転軸２を介して駆動モータの回転駆動力が伝達されると、回転軸２と一体に太陽歯車３が回動し、遊星歯車５が太陽歯車３の周囲に沿って公転すると共に連結ピン８を回転軸に自転する。そして、遊星歯車５の公転に伴ってキャリア７が回動する。キャリア７の軸部７ａはケーシング９の外方に延出し、図示されない被駆動体に接続される。
【００２４】
次に、図２、図３に表したように、太陽歯車３と回転軸２との接合構造は、太陽歯車３には、一端側から延出し、歯部が、歯先の径Ｄ５と歯底の径Ｄ６の中間位置で、歯車の同心円に沿って除去された中間軸３ｄと、中間軸３ｄの一端側から延出し、その径Ｄ１が歯底の径Ｄ６より小さく形成された先端軸３ｂとが備えられ、回転軸２には、中間軸３ｄの外径部が圧入される開口穴２ａと、開口穴２ａの底壁に形成され先端軸３ｂが圧入される貫通孔２ｂとが備えられている。
【００２５】
図３に表したように、開口穴２ａの内径Ｄ４は太陽歯車３の中間軸３ｄの外径Ｄ２より小さく、貫通孔２ｂの内径Ｄ３は太陽歯車３の先端軸３ｂの外径Ｄ１より小さく形成されている。また、貫通孔２ｂの内径Ｄ３と先端軸３ｂの外径との差は、開口孔２ａの内径と太陽歯車３の中間軸３ｄの外径Ｄ２との差よりも小さく形成されている。また、先端軸３ｂの長さＬは開口孔２ａの深さＭよりも大きく形成されている。そして、太陽歯車３を回転軸２に圧入する際に、中間軸３ｄの軸方向の端部３ｃが開口穴２ａに至る前に先端軸３ｂの先端が貫通孔２ｂに至る。つまり、太陽歯車３を回転軸２に圧入する際に、中間軸３ｄが歯車の外径部３ａより先に回転軸２に圧入され、太陽歯車３と回転軸２との回転中心が合わせられることになる。
【００２６】
中間軸３ｄには、先端軸３ｂ側に位置する一端側において、外径が先端軸３ｂ側に向かって縮径するように、テーパ３ｔが形成されている。また、テーパ３ｔの角度αは１５°〜３０°の範囲であって、そのテーパ３ｔ部の先端の径は開口穴２ａの内径Ｄ４より僅かに小さく形成されている。また、先端軸３ｂの先端及び貫通孔２ｂの開口端にはテーパが形成され（又は面取りが成され）、先端軸３ｂを貫通孔２ｂに圧入し易いように形成されている。
【００２７】
また、回転軸２は、開口穴２ａの開口側に、その周壁の肉厚が一段と小さく形成された環状壁２ｕを有し、開口穴２ａの周壁の肉厚が、底側より開口側が小さく形成されている。
【００２８】
また、図１に表したように、遊星歯車５の軸方向において、回転軸２に備えられた環状壁２ｕと同一面上に、ケーシング１１に凸部１１ｕが備えられ、遊星歯車５の一端が、環状壁２ｕ及び凸部１１ｕに当接することにより軸方向のズレが抑制される。
【００２９】
回転軸２及び太陽歯車３は鋼材を焼き入れ処理して形成され、回転軸２は太陽歯車３より硬度が低く調質されている。詳しくは、太陽歯車３及び中間軸３ｄ、先端軸３ｂの表面硬度がＨＲＣ（ロックウェル硬度）５５〜６０、回転軸２の開口穴２ａ内の表面硬度がＨＲＣ１４〜２５の範囲に調質されている。
【００３０】
以下に、前記の構成を有する実施例の、太陽歯車３と回転軸２との接合構造、及びそれを用いた遊星歯車減速機１の作用効果を記載する。
【００３１】
本実施例に記載の太陽歯車３と回転軸２との接合構造によれば、回転軸２の開口穴２ａには太陽歯車３の中間軸３ｄが圧入されるので、歯底径Ｄ５に対して小径の軸部を開口穴に嵌入する従来の接合構造に較べ、太陽歯車３と回転軸２との接合強度が向上し、大きな許容回転トルクを得ることができる。
【００３２】
また、本実施例に記載の太陽歯車３と回転軸２との接合構造によれば、中間軸３ｄが、歯先の径Ｄ５と歯底の径Ｄ６の中間位置Ｄ２で、太陽歯車３の同心円に沿って歯部が除去されているので、開口穴２ａに中間軸３ｄを圧入する際の軸ずれを低減でき、太陽歯車３と回転軸２との回転中心を精度良く合わせることができる。さらに、太陽歯車３の先端軸３ｂが回転軸２に備えた貫通孔２ｂに圧入され、太陽歯車３と回転軸２との回転中心を、一層、精度良く合わせることができる。
【００３３】
また、本実施例に記載の太陽歯車３と回転軸２との接合構造によれば、回転軸２が、太陽歯車３より硬度の低い材質で形成されているので、太陽歯車３が回転軸２に圧入される際の損傷を低減でき、且つ、太陽歯車３を回転軸２に容易に圧入できる。また、回転軸２の貫通孔２ｂの内径Ｄ３と太陽歯車３の先端軸３ｂの外径Ｄ２との差が、開口穴２ａの内径Ｄ３と太陽歯車３の中間軸３ｄの外径Ｄ２との差よりも小さく形成され、先端軸３ｂの長さＬが開口孔２ａの深さＭよりも大きく形成されているので、太陽歯車３と回転軸２との回転中心を精度良く合わせることができる。
【００３４】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。
【００３５】
例えば、本実施例の回転軸２と太陽歯車３との接合構造において、先端軸３ｂを太陽歯車３と一体に形成したが、先端軸３ｂと太陽歯車３とを別々に形成し、例えば、太陽歯車３に先端軸３ｂを係合する係合孔を設け、太陽歯車３と軸部３ｂとを係合してもよい。
【００３６】
また、本発明の回転軸と歯車との接合構造は、遊星歯車減速機１の太陽歯車３と回転軸２との接合構造にのみ限定されるものでなく、歯車を回転軸に接合するために、歯車の一端から軸部を延出し、この軸部を回転軸に備えた開口穴に嵌入して固定する構成を備えた動力伝達機構に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用された一実施例の、遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図である。
【図２】同実施例の遊星歯車減速機における、太陽歯車と回転軸との接合構造を表す断面図である。
【図３】同実施例の太陽歯車及び回転軸の形状の詳細を表す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…遊星歯車減速機、２…回転軸、２ａ…開口穴、２ｂ…貫通孔、２ｃ…取付け穴、２ｄ…ネジ孔、２ｕ…環状壁、３…太陽歯車、３ａ…外径部、３ｂ…先端軸、３ｄ…中間軸、３ｔ…テーパ、５…遊星歯車、６…内歯車、７…キャリア（所謂、本発明の回動体である。）、７ａ…軸部、８…連結ピン、９,１０,１１…ケーシング、２３，２４…ボルト、２５…オイルシール、２６，２７，２８，２９…ベアリング。
【図１】
2006017148.tif 000003
【図２】
2006017148.tif 000004
【図３】
2006017148.tif 000005